Everyday speech perception frequently occurs in degraded listening conditions, against a background of noise, interruptions and intermingling voices. Despite these challenges, speech perception is remarkably successful, due in part to perceptual learning. Previous research has demonstrated more rapid perceptual learning of acoustically-degraded speech when listeners are given the opportunity to map the linguistic content of utterances, presented in clear auditory form, onto the degraded auditory utterance. Here, I investigate whether learning is further enhanced by the provision of naturalistic facial gestural information, presented concurrently with either the clear auditory sentence (Experiment I), or with the degraded utterance (Experiment II). Recorded materials were noise-vocoded (4 frequency channels; 50- 8000 Hz). Noise-vocoding (NV) is a popular simulation of speech transduced through a cochlear implant, and 4-channel NV speech is difficult for naïve listeners to understand, but can be learned over several sentences of practice. In Experiment I, each trial began with an auditory-alone presentation of a degraded stimulus for report (D). In two conditions, this was followed by passive listening to either the clear spoken form and then the degraded form again (condition DCD), or the reverse (DDC); the former format of presentation (DCD) results in more efficient learning (Davis et al, 2005). Condition DCvD was similar to DCD, except that the clear spoken form was accompanied by facial gestural information (a talking face). The results indicate that presenting clear audiovisual feedback (DCvD) does not confer any advantage over clear auditory feedback (DCD). In Experiment II, two groups received a degraded sentence presentation with corresponding facial movements (Dv); the second group also received a second degraded (auditory-alone) presentation (DvD). Two control conditions and a baseline DCvD condition were also tested. Although they never received clear speech feedback, performance in the DvD group was significantly greater than in all others, indicating that perceptual learning mechanisms can capitalize on visual concomitants of speech. The DvD group outperformed the Dv group, suggesting that the second degraded presentation in the DvD condition further facilitates generalization of learning. These findings have important implications for improving comprehension of speech in an unfamiliar accent or following cochlear implantation. / Thesis (Master, Psychology) -- Queen's University, 2011-09-01 16:50:58.923

One of the lasting concerns in audiology is the unexplained individual differences in speech perception performance even for individuals with similar audiograms. One proposal is that there are cognitive/perceptual individual differences underlying this vulnerability and that these differences are present in normal hearing (NH) individuals but do not reveal themselves in studies that use clear speech produced in quiet (because of a ceiling effect). However, previous studies have failed to uncover cognitive/perceptual variables that explain much of the variance in NH performance on more challenging degraded speech tasks. This lack of strong correlations may be due to either examining the wrong measures (e.g., working memory capacity) or to there being no reliable differences in degraded speech performance in NH listeners (i.e., variability in performance is due to measurement noise). The proposed project has 3 aims; the first, is to establish whether there are reliable individual differences in degraded speech performance for NH listeners that are sustained both across degradation types (speech in noise, compressed speech, noise-vocoded speech) and across multiple testing sessions. The second aim is to establish whether there are reliable differences in NH listeners' ability to adapt their phonetic categories based on short-term statistics both across tasks and across sessions; and finally, to determine whether performance on degraded speech perception tasks are correlated with performance on phonetic adaptability tasks, thus establishing a possible explanatory variable for individual differences in speech perception for NH and hearing impaired listeners.

Basierend auf der aktuellen Studienlage wurde versucht, Modellannahmen zum auditi- ven Sprachverständnisses weiter zu ergründen. Im Mittelpunkt stand dabei die Rolle des Gyrus angularis der sprachdominanten Hemisphäre bei der semantischen Integration von Worten in einen gegebenen Satzkontext. Zu diesem Zweck wurden 15 gesunde Proban- den mithilfe von repetitiver transkranieller Magnetstimulation (rTMS) in einem Sprach- verständnisexperiment untersucht. So konnte die funktionelle Relevanz der genannten Hirnregion in Abhängigkeit der Signalqualität des gehörten Satzes und des semanti- schen Kontextes untersucht werden. Zielparameter waren dabei der Anteil der korrekt wiederholten Wörter und Schlüsselwörter des Satzes sowie die Reaktionsgeschwindigkeit.

The ability to hear is important to communicate with other people. People suffering from hearing loss are more likely to also suffer from loneliness and depression (Mener et al., 2013; Mo et al., 2005). To understand how degraded speech is recognized, the pop-out effect has been studied. The pop-out effect is the moment when a listener recognizes the meaning of degraded speech. Previous research on the pop-out effect in perception of speech has predominantly been focused towards top-down processes, such as form-based priming and semantic coherence in sentences. The purpose of this study was to research the relationship between emotional prosody and the perception of speech in varying levels of degraded speech. The participants were presented sentences with angry, neutral or happy prosody in varying levels of noise vocoding. The participants were then asked to rate the perceived amount of noise for each sentence, and if the prosody was perceived as positive, neutral or negative for each sentence. The results suggest that the participants' ability to perceive positive prosody in the sentences decreased more rapidly than negative as the amount of noise increased. The result did not show any statistically significant evidence that emotional prosody had any effect on the perceived amount of noise. Future research should further investigate emotional prosody together with emotional semantics, as an emotionally coherent spoken sentence, and the influences on speech perception in adverse listening conditions, in order to further investigate the factors contributing to the pop-out effect.

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Cochlea-Implantate sind Neuroprothesen, die es Gehörlosen ermöglichen, Zugang zu auditiver Information wieder zu erlangen. Allerdings ist das resultierende Signal stark verzerrt bzw. degradiert und eine erfolgreiche Adaptation oft unvollständig. Das Verständnis zugrundeliegender perzeptueller Lernprozesse ist somit von enormer klinischer Bedeutung. Perzeptuelles Lernen degradierter Sprache lässt sich mittels Noise-Vokodierung bei Hörgesunden simulieren. In Bildgebungsstudien konnte anhand funktioneller Magnetresonanztomographie gezeigt werden, dass perzeptuelles Lernen degradierter Sprache mit einer Aktivitätssteigerung im linken inferior frontal gyrus (IFG) und linken inferior parietal cortex (IPC) assoziiert war. Die vorliegende Studie untersucht den Einfluss von fazilitierender, nicht-invasiver Hirnstromstimulation (anodale transkranielle Gleichstromstimulation, tDCS) über dem linken IFG und linken IPC auf das perzeptuelle Lernen {\\itshape{Noise}}-vokodierter Sprache. Die Probanden trainierten die Diskrimination von Minimal- (\"Tisch\"- \"Fisch\") und identen (\"Tisch\"- \"Tisch\") Wortpaaren, während der erste Stimulus akustisch degradiert, der zweite in geschriebener Form präsentiert wurden. Vor und nach dem Training wurden die trainierten Stimuli und eine gleiche Anzahl untrainierter Stimuli präsentiert. Perzeptuelles Lernen wurde in unserer Studie als eine Verbesserung der Diskriminationsleistung untrainierter Wortpaare operationalisiert. Zudem wurde vor und nach dem Training ein Elektroenzephalogramm abgeleitet. Auf elektrophysiologischer Ebene wurde der Einfluss des Lernvorgangs und der tDCS auf die N400 untersucht, welche mit der Verarbeitung lexiko-semantischer Informationen assoziiert ist. Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine anodale tDCS über dem linken IFG perzeptuelles Lernen stark degradierter Sprache fazilitierte, während bei einer Placebo- bzw. einer Stimulation über dem linken IPC kein perzeptuelles Lernen stattfand.

Basierend auf der aktuellen Studienlage wurde versucht, Modellannahmen zum auditi- ven Sprachverständnisses weiter zu ergründen. Im Mittelpunkt stand dabei die Rolle des Gyrus angularis der sprachdominanten Hemisphäre bei der semantischen Integration von Worten in einen gegebenen Satzkontext. Zu diesem Zweck wurden 15 gesunde Proban- den mithilfe von repetitiver transkranieller Magnetstimulation (rTMS) in einem Sprach- verständnisexperiment untersucht. So konnte die funktionelle Relevanz der genannten Hirnregion in Abhängigkeit der Signalqualität des gehörten Satzes und des semanti- schen Kontextes untersucht werden. Zielparameter waren dabei der Anteil der korrekt wiederholten Wörter und Schlüsselwörter des Satzes sowie die Reaktionsgeschwindigkeit.

Cochlea-Implantate sind Neuroprothesen, die es Gehörlosen ermöglichen, Zugang zu auditiver Information wieder zu erlangen. Allerdings ist das resultierende Signal stark verzerrt bzw. degradiert und eine erfolgreiche Adaptation oft unvollständig. Das Verständnis zugrundeliegender perzeptueller Lernprozesse ist somit von enormer klinischer Bedeutung. Perzeptuelles Lernen degradierter Sprache lässt sich mittels Noise-Vokodierung bei Hörgesunden simulieren. In Bildgebungsstudien konnte anhand funktioneller Magnetresonanztomographie gezeigt werden, dass perzeptuelles Lernen degradierter Sprache mit einer Aktivitätssteigerung im linken inferior frontal gyrus (IFG) und linken inferior parietal cortex (IPC) assoziiert war. Die vorliegende Studie untersucht den Einfluss von fazilitierender, nicht-invasiver Hirnstromstimulation (anodale transkranielle Gleichstromstimulation, tDCS) über dem linken IFG und linken IPC auf das perzeptuelle Lernen {\\itshape{Noise}}-vokodierter Sprache. Die Probanden trainierten die Diskrimination von Minimal- (\"Tisch\"- \"Fisch\") und identen (\"Tisch\"- \"Tisch\") Wortpaaren, während der erste Stimulus akustisch degradiert, der zweite in geschriebener Form präsentiert wurden. Vor und nach dem Training wurden die trainierten Stimuli und eine gleiche Anzahl untrainierter Stimuli präsentiert. Perzeptuelles Lernen wurde in unserer Studie als eine Verbesserung der Diskriminationsleistung untrainierter Wortpaare operationalisiert. Zudem wurde vor und nach dem Training ein Elektroenzephalogramm abgeleitet. Auf elektrophysiologischer Ebene wurde der Einfluss des Lernvorgangs und der tDCS auf die N400 untersucht, welche mit der Verarbeitung lexiko-semantischer Informationen assoziiert ist. Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine anodale tDCS über dem linken IFG perzeptuelles Lernen stark degradierter Sprache fazilitierte, während bei einer Placebo- bzw. einer Stimulation über dem linken IPC kein perzeptuelles Lernen stattfand.